火灾自动报警系统设计
报警功能及可接计算机进行现场远测和实时控制等功能。其目标是在传统的烟雾报警仪的基础上，尽量提高准确性，降低成本，缩小体积。
报警器系统结构框图如图2.3所示，系统以单片机为核心，配合外围电路共同完成信号采集、浓度显示、时间显示、状态显示、声音及闪烁报警、按键输入、故障自检等功能。报警器采用巡检的工作方式，进行两级报警值设定，并发出不同的光、声信号。系统应采用高性能的单片机，要求工作稳定、测量精度高、通用性强、功耗低，保证报警器的精确性及可靠性，而且最好体积小，成本低，有利于减少报警器的体积，降低报警器的成本。
时钟电复位电 采集烟雾按键电路 单片机 采集温度电路 LCD显示
图2.3 可燃性气体检测报警器结构框图
2.3.3烟雾检测报警器的功能
1.自诊断故障报警功能
当传感器加热丝或者电缆线发生断线或者接触不良的情况时，报警器发出警报并且黄色指示灯闪烁，提醒用户检查传感器或者电路线接触情况，及时排出故障，保证安全。
2.烟雾浓度显示
通过液晶屏显示可燃烟雾的浓度值，并且可以切换到设置状态，通过键盘设置或者更改报警限值，以便于用户或检测人员随时观测烟雾浓度及更改报警限。
3.烟雾报警功能
当烟雾浓度连续20秒取值都在报警限值之上，蜂鸣器开始报警，且声音越来越急促，并且伴随红灯闪烁。因为人对变化的信号更为敏感，
所以变化的声音及灯光更容易引起用户的注意。 4.防止报警器误报功能
快速重复检测及延时报警可以区别出是管道中可燃烟雾的泄漏，还是由于打开阀门时的微量烟雾的散失。
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5.看门狗自检单片机状态功能
调用单片机中的看门狗程序，定时检查单片机工作状态，一旦发现单片机现死循环状态，立即复位，保证报警器工作正常。
6.与上位机通讯功能
可以实现与计算机串口通讯，对报警器采取统一控制，以及便于采集 和处理数据，也可以在计算机上更改报警限值等。
7.自动控制相关安全装置的扩展功能
留有继电器接口，可以带动排风扇或大功率蜂鸣器，也可以控制管道电子阀门，可在报警的同时自动启动相关安全装置。
2.3.4烟雾检测报警器的主要技术指标
1.传感器类型：半导体电阻式 2.检测范围：0~100%LEL 3.报警准确度:：±5%LEL
4.报警点设置：达到20%LEL开始报警
5.报警器工作方式：现场固定安装，自然扩散进行采样，长年连续运行 6.工作环境温度：检测器-50°C~50°C；报警器0°C~500°C 7.工作环境湿度：≤85%RH
8.报警方式：烟雾泄漏声光报警、自诊断故障报警
9.指示方式：数字显示，可显示被测烟雾LEL%及设定报警限值
10.响应时间：≤30S
11.输出信号：可输出与烟雾浓度对应的0~5V DC标准信号 12.工作电压：AC220V±15%，50±lHz
13.具备快速重复检测和延时报警功能，可区别烟雾的泄漏和短时间的微量散失，防止误报
2.4本章小结
本章主要阐述了烟雾报警仪的设计方案，即传感器的选型和报警器的设计。传感器从种类、选定、工作原理、基本特性四个方面分别叙述。
根据本设计要求及使用环境、成本等因素选用的MQ-2型半导体电阻式烟雾敏感器件。并且从结构、功能、技 术指标三方面对报警器进行了详细地论述，使其在较宽的温度范围工作，用于检测空气中烟雾或可燃性液体蒸汽的浓度。
该报警器将空气中烟雾或可燃性液体蒸汽的浓度显示在仪表盘上，当空气中的烟雾或可燃性液体蒸汽的浓度达到一定浓度时，则启动快速重复检测和延时报警，以区别出是管道中烟雾的泄漏，还是由于短暂打开阀门产生的可燃烟雾的微量散失，防止误报。若判断是烟雾泄漏，则发出声、光报警信号，也可在报警的同时自动驱动相关安全装置而且具有故障自诊断功能。此系统还可接计算机进行现场实时控制。
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3 系统设计
3.1系统功能
本系统利用单片机采集温度，温度值精确到小数点一位，用4位数码管显示温度值，设置三个按键调整报警温度值，当温度超出所设定的上下限范围时，蜂鸣器开始报警。
复位电路 报警电路 时钟振荡 单 片 机 温度传感器 LCD显示 蜂鸣器报警
图3.1 总体设计方框图
3.2单片机的介绍
通过Protel99绘图及PCB制版，使电路系统完整。根据我们以前所掌握的电路设计所用的软件来讲，能进行电路图的设计以及针对我们设计要求，需做成PCB板，最终要根据PCB板进行实物的焊接和调试，因此，选取用protel99软件进行电路的设计，进而对电路各个元件进行封装，完成对PCB电路的生成，最终制成PCB板。如图3.2所示
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图3.2 最小单片机系统原理图
图3.3 最小单片机系统PCB图
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3.3 DS18B20的介绍 3.3.1 DS18B20的简单介绍
DS18B20温度传感器是美国DALLAS半导体公司最新推出的一种改进型智能温度传感器，与传统的热敏电阻等测温元件相比，它能直接读出被测温度，并且可根据实际要求通过简单的编程实现9~12位的数字值读数方式。
TO－92封装的DS18B20的引脚排列见图3.4，其引脚功能描述见表3.1。
图3.4 DS18B20
表3.1 DS18B20详细引脚功能描述 序名称 引脚功能描述 号 1 GND 地信号 数据输入/输出引脚。开漏单总线接口引脚。当被用着在寄生电源下，也2 DQ 可以向器件提供电源。 3 VDD 可选择的VDD引脚。当工作于寄生电源时，此引脚必须接地。
DS18B20的性能特点如下：
●独特的单线接口仅需要一个端口引脚进行通信
●多个DS18B20可以并联在惟一的三线上，实现多点组网功能 ●无须外部器件
●可通过数据线供电，电压范围为3.0~5.5V ●零待机功耗
●温度以9或12位数字
●用户可定义报警设置
●报警搜索命令识别并标志超过程序限定温度（温度报警条件）的器件
●负电压特性，电源极性接反时，温度计不会因发热而烧毁，但不能正常工作
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